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Descobrindo a forma das nanopartículas de platina: por que as esferas, tiras e cubos são tão fascinantes?
As nanopartículas de platina existem na forma de suspensão ou colóide, geralmente suspensas em água. Este tipo de colóide é tecnicamente definido como uma dispersão estável de partículas em um meio fluido (líquido ou gasoso). Dependendo das condições de reação, o tamanho das nanopartículas esféricas de platina pode variar de cerca de 2 a 100 nanômetros (nm). Essas nanopartículas aparecem vermelho-amarronzadas ou pretas em soluções coloidais e têm uma variedade de formatos, incluindo esferas, tiras, cubos e tetraedros. As nanopartículas de platina têm sido amplamente estudadas devido às suas potenciais aplicações em catálise, medicina e síntese de novos materiais.
Método de síntese
Existem dois métodos principais para sintetizar nanopartículas de platina. Uma é reduzir o precursor do íon platina disperso na solução e usar estabilizadores ou agentes bloqueadores para formar nanopartículas coloidais; a outra é penetrar e reduzir o precursor do íon platina em microporos como a bauxita nos materiais de suporte; Alguns precursores comuns de platina incluem ácido hexacloroplatínico de potássio (K2PtCl6) ou cloreto de platina (PtCl2).
A forma e o tamanho das nanopartículas de platina são afetados por muitos fatores, incluindo métodos de síntese, solventes e condições externas.
Combinação de diferentes precursores, como cloreto de rutênio (RuCl3) e ácido clorado de platina (H2PtCl6), também usado para sintetizar nanopartículas metálicas mistas. Agentes redutores comuns incluem hidrogênio (H2), hidreto de sódio (NaBH4) e etilenoglicol (C2H6) sub>O2), além de outros álcoois e compostos derivados de plantas. Quando o precursor do metal platina é reduzido ao metal platina neutro (Pt0), a mistura de reação ficará supersaturada e precipitará na forma de partículas em nanoescala. Estabilizadores como o poliacrilato de sódio ou o citrato de sódio são frequentemente utilizados para estabilizar a superfície das nanopartículas e prevenir a sua agregação.
Controles de forma e tamanho
Pesquisas mostram que ligantes e solventes têm um impacto importante no tamanho e na forma das nanopartículas de platina. Ramirez et al. relataram a descoberta de que sementes de nanopartículas de platina foram preparadas pela decomposição de Pt2(dba)3 em tetrahidrofurano (THF) sob uma atmosfera de monóxido de carbono. As partículas produzidas nestas condições estão rodeadas por ligandos de THF e CO fracamente ligados e têm aproximadamente 1,2 nm de diâmetro. Após a limpeza, foi adicionada hexadecilamina (HDA) para substituir os ligantes de THF e CO. Após cerca de sete dias, formaram-se nanopartículas de platina cristalina esféricas monodispersas com diâmetro médio de 2,1 nm.
Quando foram utilizados agentes bloqueadores mais fortes, como trifenilfosfina ou dedecanetiol, as nanopartículas mantiveram sua forma esférica, indicando o efeito dos ligantes HDA no formato das partículas.
Em termos de controle de forma e tamanho, diferentes proporções de agentes bloqueadores de polímero em relação a alterações na concentração do precursor também podem alcançar o efeito desejado. Essa síntese redutora de colóides pode produzir uma variedade de formatos, como tetraedros, cubos, prismas irregulares, icosaedros e octaedros, e sua dispersão depende da razão de concentração do agente bloqueador para o precursor.
Método de síntese verde
Ao utilizar o extrato de folhas de caqui (Diospyros kaki) como agente redutor, foi alcançada uma síntese ecologicamente correta a partir do ácido cloroplatínico. As nanopartículas sintetizadas tinham formato esférico com diâmetro variando entre 212 nm. afetou o tamanho das partículas sintetizadas. Por meio de análise espectral, constatou-se que a reação não foi promovida por enzimas, mas foi reduzida por pequenas moléculas derivadas de plantas.
Propriedades e aplicações
As propriedades químicas e físicas das nanopartículas de platina as tornam adequadas para uma variedade de aplicações de pesquisa, incluindo eletrônica, óptica, catálise e imobilização de enzimas.
As nanopartículas de platina são amplamente utilizadas como catalisadores, incluindo reações de oxidação de hidrogênio, síntese industrial e redução de gases de escapamento de automóveis.
As nanopartículas de platina, sob influência de sua forma, tamanho e morfologia, podem exercer efeitos catalíticos em soluções coloidais homogêneas ou como catalisadores em fase gasosa suportados em materiais sólidos. Suas propriedades ópticas também são fascinantes, pois exibem o fenômeno característico da ressonância plasmônica de superfície (SPR) na faixa ultravioleta. Esta propriedade lhes confere amplo potencial em aplicações eletrônicas, catálise, detecção e fotovoltaica.
No entanto, as interações biológicas das nanopartículas de platina ainda estão sob estudo e as suas questões de toxicidade também precisam ser cuidadosamente consideradas. Embora tenham amplo potencial para aplicações médicas, as respostas e os efeitos nos organismos ainda precisam ser cuidadosamente avaliados. Como as nanopartículas de platina exercem sua eficácia em diferentes ambientes biológicos e que impacto terão na vida? Vale a pena ponderar?
